Zwanzig Jahre selbstfahrende Autos ohne einen einzigen Unfall mit Menschen
Über selbstfahrende Fahrzeuge wird viel geredet, wenn es um "Konzeptfahrzeuge" geht, doch die automatisierten Lader und Lkw von Sandvik arbeiten seit über 20 Jahren in echten Bergwerken. Das sind mehr als 2 Millionen Betriebsstunden mit selbstfahrenden Fahrzeugen unter Tage, und dabei hat es keine Unfälle mit Menschen gegeben.
Über selbstfahrende Fahrzeuge wird viel geredet, wenn es um "Konzeptfahrzeuge" geht, doch die automatisierten Lader und Lkw von Sandvik arbeiten seit über 20 Jahren in echten Bergwerken. Das sind mehr als 2 Millionen Betriebsstunden mit selbstfahrenden Fahrzeugen unter Tage, und dabei gab es noch keine Unfälle mit Menschen.
Vor kurzem hat Sandvik seine nächste Generation vorgestellt. Zum ersten Mal überhaupt ist die Schaufelbefüllung des Laders automatisiert worden. Das bedeutet, dass der gesamte Produktionszyklus vom Beladen bis zum Abziehen und Abladen vollautomatisch ablaufen kann.
Man muss in der Lage sein, eine Technologie zu entwickeln, die langlebig ist und über Jahre hinweg hält.
"Es war keine leichte Aufgabe", sagt Jouni Koppanen, Senior Systems Engineer for Automation bei Sandvik: "Man muss die verschiedenen Arten von Minen und die unterschiedlichen Gesteinsgrößen berücksichtigen und die Schaufel genau richtig befüllen. Aber wir haben es geschafft, und wir sind die Einzigen, die eine automatische Ladefunktion haben."
Das Tempo beim selbstfahrenden Fahren vorgeben
Seit dem Beginn der Entwicklung von selbstfahrenden Maschinen in den 1990er Jahren ist Sandviks Fokus derselbe geblieben: Menschen aus potenziell gefährlichen unterirdischen Umgebungen zu entfernen und die Produktivität seiner Kunden zu verbessern, aber die Technologie hat sich verständlicherweise weiterentwickelt.
"Das ist eine große Herausforderung für uns und die Bergbauindustrie, wo die Umgebungsbedingungen rau sind und der Betrieb rund um die Uhr läuft. Man muss in der Lage sein, Technologien zu entwickeln, die langlebig sind und über Jahre hinweg halten.
Sandvik hat dies durch ein robustes und intelligentes System erreicht, das in der Lage ist, sich ständig weiterzuentwickeln.
Vollgepackt mit Innovation
Das automatisierte System von Sandvik bedeutet, dass die Lader und Lkw die Strecken schon bei der ersten Einfahrt in einen Tunnel lernen. Das intelligente System des Fahrzeugs, das von einer Reihe von Lasern gesteuert wird, legt einen Weg fest und zeichnet ihn auf. Anschließend sorgen die patentierten Algorithmen von Sandvik zusammen mit Sensoren und Gyroskopen dafür, dass die Maschine weiß, wohin sie unter Tage fahren muss, wo kein GPS verfügbar ist.
"Es ist eine Herausforderung, dieses komplexe System von Komponenten zum Funktionieren zu bringen", sagt Koppanen, "es braucht verschiedene Spezialisten aus unterschiedlichen Bereichen. Aber wir arbeiten als gutes Team und sind in der Lage, uns ein Bild vom gesamten System zu machen. Und deshalb sind wir ganz vorne mit dabei.
Über Tage, in einem komfortablen Kontrollraum, kann der Bediener über die Bordkameras genau sehen, wohin die Maschine fährt. Der Bediener kann der Maschine sagen, wann und wohin sie fahren soll. Aber es sind das intelligente System und die Algorithmen, die die ganze harte Arbeit machen: die Verfolgung der festgelegten Route, die Berechnung der Geschwindigkeit, die Steuerung der Bremsen, die Lenkung, das Beladen, das Ziehen und Kippen - einfach alles.
Im Gegensatz zu überirdischen Geräten sind Untertage-Lader knickgelenkte Fahrzeuge, die sich in beide Richtungen, vorwärts und rückwärts, mit derselben Geschwindigkeit bewegen können. Sie sind in engen Tunneln äußerst manövrierfähig. Die Maschinen sind außerdem so gebaut, dass sie unter anderem der Höhe, der Hitze, dem Wasser und der korrosiven Umgebung in einem Bergwerk standhalten.
Und genau diese Bedingungen waren vor vielen Jahren ein entscheidender Grund für die Automatisierung.
Automatisierung: Der Mensch steht im Mittelpunkt
"Ein Kunde von uns in Australien hat sein gesamtes Bergwerk automatisiert", sagt Koppanen, "dort arbeiten immer noch genauso viele Menschen wie vorher, aber die meisten sitzen jetzt über Tage in komfortablen Büros."
Es ist großartig, seine eigenen Ideen in einer realistischen Umgebung zu testen.
"Jeder Bediener kann jetzt mehrere Lader gleichzeitig steuern, während die automatisierte Maschine die ganze harte Arbeit erledigt", sagt Koppanen, "unsere automatisierten Lader und Lkw sind in der Lage, ein genaues, konsistentes und effizientes Arbeitsniveau zu halten. Dadurch werden Unfälle reduziert und gleichzeitig die Betriebszeit und Produktivität erhöht."
Es ist großartig, seine eigenen Ideen in einer realistischen Umgebung zu testen.
Technologie testen
Sandvik kann neue Innovationen und Technologien in seinem Untertage-Testbergwerk in Tampere, Finnland, auf Herz und Nieren prüfen: "Wir testen unsere Technologien, um sicherzustellen, dass sie robust, zweckmäßig und sicher für den Untertagebau sind", sagt Wayne Scrivens, Vice President Product Line, Load and Haul, Sandvik.
Annukka Kokkonen, Forschungsingenieurin für Forschung und Technologieentwicklung bei Sandvik, arbeitet in der Testmine.
"Es ist großartig, seine eigenen Ideen in einer realistischen Umgebung zu testen", sagt sie, "nicht viele Ingenieure oder Programmierer haben die Möglichkeit, mit eigenen Augen zu sehen, was funktioniert. Zu sehen, wie es von der Forschungsphase bis zum Kunden geht - der ganze Weg."
Gründliche Tests in Verbindung mit einer engen Zusammenarbeit mit den Kunden tragen dazu bei, dass Sandvik Lösungen entwickelt, die den Kunden helfen, ihre größten Herausforderungen zu bewältigen.
"Zurzeit arbeiten unsere automatisierten Lader und Stapler in einem Bereich, der von Menschen und anderen Geräten völlig isoliert ist. Wir haben Sicherheitssensoren, die die Bremsen der Maschine aktivieren, wenn sich ihr etwas in den Weg stellt", sagt Kokkonen, "wir stellen uns vor, dass automatisierte Lader und Lkw in Zukunft sicher im gleichen Bereich eines Bergwerks arbeiten wie herkömmliche Geräte und Menschen."
Eine elektrisierende Zukunft
Neben der Automatisierung hat Sandvik auch bei der Elektrifizierung seiner Untertagegeräte seit Jahren für Furore gesorgt. In den 1980er Jahren brachte das Unternehmen den ersten elektrischen Kabellader der Welt auf den Markt. 2016 führte Sandvik einen batteriebetriebenen Lader ein, der die gleiche Bewegungsfreiheit wie ein Dieselmotor bietet, jedoch mit geringeren Wärme- und Lärmemissionen und ohne Abgasemissionen unter Tage.
"In Zukunft wird es eine geringere Abhängigkeit vom Dieselmotor geben", sagt Scrivens. "Der Schwerpunkt wird sich auf die Elektrifizierung des Antriebsstrangs und den Einsatz von Elektroladern und Batterietechnologie in Verbindung mit der Automatisierung verlagern."
Und die Zukunft ist mit Projekten wie Borden Lake in Ontario, Kanada, gar nicht so weit entfernt. Sandvik arbeitet mit dem Goldproduzenten Goldcorp zusammen, um eine der weltweit ersten vollelektrischen Minen zu entwickeln. Das bedeutet sauberere Luft, weniger Emissionen und geringere Kosten.
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